Hibernate之二级缓存

1.为什么需要缓存

原因：

用缓存，主要有两个用途：高性能、高并发。

高性能

非实时变化的数据-查询mysql耗时需要300ms,存到缓存redis，每次查询仅仅1ms,性能瞬间提升百倍。

高并发

mysql 单机支撑到2K QPS就容易报警了，如果系统中高峰时期1s请求1万，仅单机mysql是支撑不了的，但是使用缓存的话，单机支撑的并发量轻松1s几万~十几万。

原因是缓存位于内存，内存对高并发的良好支持。

2. 什么样的数据需要缓存

很少被修改或根本不改的数据 数据字典

业务场景比如：耗时较高的统计分析sql、电话账单查询sql等

3. ehcache是什么

Ehcache 是现在最流行的纯Java开源缓存框架，配置简单、结构清晰、功能强大

注1：本章介绍的是2.X版本，3.x的版本和2.x的版本API差异比较大

4. ehcache的特点

够快

Ehcache的发行有一段时长了，经过几年的努力和不计其数的性能测试，Ehcache终被设计于large, high concurrency systems.

 够简单

开发者提供的接口非常简单明了，从Ehcache的搭建到运用运行仅仅需要的是你宝贵的几分钟。其实很多开发者都不知道自己用在用Ehcache，Ehcache被广泛的运用于其他的开源项目

够袖珍

关于这点的特性，官方给了一个很可爱的名字small foot print ，一般Ehcache的发布版本不会到2M，V 2.2.3 才 668KB。

够轻量

核心程序仅仅依赖slf4j这一个包，没有之一！

好扩展

Ehcache提供了对大数据的内存和硬盘的存储，最近版本允许多实例、保存对象高灵活性、提供LRU、LFU、FIFO淘汰算法，基础属性支持热配置、支持的插件多

监听器

缓存管理器监听器 （CacheManagerListener）和 缓存监听器（CacheEvenListener）,做一些统计或数据一致性广播挺好用的

分布式缓存

从Ehcache 1.2开始，支持高性能的分布式缓存，兼具灵活性和扩展性

 配置pom.xml文件

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.hxc</groupId>
  <artifactId>hibernate</artifactId>
  <packaging>war</packaging>
  <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  <name>hibernate Maven Webapp</name>
  <url>http://maven.apache.org</url>
  
  <properties>
     <junit.vesion>4.12</junit.vesion>
  <servlet.vesion>4.0.0</servlet.vesion>
  <!--hibernate(5.2.12 Final)  -->
  <hibernate-vesion>5.2.12.Final</hibernate-vesion>
   <!--mysql+  -->
  <mysql.version>5.1.44</mysql.version>
    </properties>
  
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>${junit.vesion}</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
    
    
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/javax.servlet/javax.servlet-api -->
   <dependency>
    <groupId>javax.servlet</groupId>
    <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
    <version>${servlet.vesion}</version>
    <scope>provided</scope>
   </dependency>
    
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.hibernate/hibernate-core -->
  <dependency>
    <groupId>org.hibernate</groupId>
    <artifactId>hibernate-core</artifactId>
    <version>${hibernate-vesion}</version>
  </dependency>
    
    
      <!--mysql  -->
    <dependency>
     <groupId>mysql</groupId>
     <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
     <version>${mysql.version}</version>
    </dependency>
    
    
    <!--ehche  -->
     <dependency>
          <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
        <artifactId>ehcache</artifactId>
        <version>2.10.0</version>
      </dependency>
    
        
        <!--hibernate与ehcache的二级缓存配置  -->
     <dependency>
         <groupId>org.hibernate</groupId>
         <artifactId>hibernate-ehcache</artifactId>
        <version>5.2.12.Final</version>
      </dependency>
      
      <!-- log配置：Log4j2 + Slf4j -->
        <!-- slf4j核心包 -->
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-api</artifactId>
            <version>1.7.7</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>jcl-over-slf4j</artifactId>
            <version>1.7.7</version>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>

        <!--用于与slf4j保持桥接 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
            <version>2.9.1</version>
        </dependency>

        <!--核心log4j2jar包 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-api</artifactId>
            <version>2.9.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>2.9.1</version>
        </dependency>
        
        <!--web工程需要包含log4j-web，非web工程不需要 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-web</artifactId>
            <version>2.9.1</version>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
        <!--需要使用log4j2的AsyncLogger需要包含disruptor -->
        <dependency>
            <groupId>com.lmax</groupId>
            <artifactId>disruptor</artifactId>
            <version>3.2.0</version>
        </dependency>
  </dependencies>
  <build>
    <finalName>hibernate</finalName>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.7.0</version>
                <configuration>
                    <source>1.8</source>
                    <target>1.8</target>
                    <encoding>UTF-8</encoding>
                </configuration>
            </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>

导入工具类EhcacheUtil：

package com.hxc.six.util;

import net.sf.ehcache.Cache;
import net.sf.ehcache.CacheManager;
import net.sf.ehcache.Element;

import java.io.InputStream;

public class EhcacheUtil {

    private static CacheManager cacheManager;

    static {
        try {
            InputStream is = EhcacheUtil.class.getResourceAsStream("/ehcache.xml");
            cacheManager = CacheManager.create(is);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    private EhcacheUtil() {
    }

    public static void put(String cacheName, Object key, Object value) {
        Cache cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        if (null == cache) {
            //以默认配置添加一个名叫cacheName的Cache
            cacheManager.addCache(cacheName);
            cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        }
        cache.put(new Element(key, value));
    }


    public static Object get(String cacheName, Object key) {
        Cache cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        Element element = cache.get(key);
        return null == element ? null : element.getValue();
    }

    public static void remove(String cacheName, Object key) {
        Cache cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        cache.remove(key);
    }
}

在src/main/resources位置下配置对应xml文件：

ehcache.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"
         updateCheck="false">
    <!--磁盘存储:将缓存中暂时不使用的对象,转移到硬盘,类似于Windows系统的虚拟内存-->
    <!--path:指定在硬盘上存储对象的路径-->
    <!--java.io.tmpdir 是默认的临时文件路径。 可以通过如下方式打印出具体的文件路径 System.out.println(System.getProperty("java.io.tmpdir"));-->
    <diskStore path="D://xxx"/>


    <!--defaultCache：默认的管理策略-->
    <!--eternal：设定缓存的elements是否永远不过期。如果为true，则缓存的数据始终有效，如果为false那么还要根据timeToIdleSeconds，timeToLiveSeconds判断-->
    <!--maxElementsInMemory：在内存中缓存的element的最大数目-->
    <!--overflowToDisk：如果内存中数据超过内存限制，是否要缓存到磁盘上-->
    <!--diskPersistent：是否在磁盘上持久化。指重启jvm后，数据是否有效。默认为false-->
    <!--timeToIdleSeconds：对象空闲时间(单位：秒)，指对象在多长时间没有被访问就会失效。只对eternal为false的有效。默认值0，表示一直可以访问-->
    <!--timeToLiveSeconds：对象存活时间(单位：秒)，指对象从创建到失效所需要的时间。只对eternal为false的有效。默认值0，表示一直可以访问-->
    <!--memoryStoreEvictionPolicy：缓存的3 种清空策略-->
    <!--FIFO：first in first out (先进先出)-->
    <!--LFU：Less Frequently Used (最少使用).意思是一直以来最少被使用的。缓存的元素有一个hit 属性，hit 值最小的将会被清出缓存-->
    <!--LRU：Least Recently Used(最近最少使用). (ehcache 默认值).缓存的元素有一个时间戳，当缓存容量满了，而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候，那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存-->
    <defaultCache eternal="false" maxElementsInMemory="1000" overflowToDisk="true" diskPersistent="false"
                  timeToIdleSeconds="600" timeToLiveSeconds="900" memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>


    <!--name： Cache的名称，必须是唯一的(ehcache会把这个cache放到HashMap里)-->
    <cache name="com.hxc.one.entity.User" eternal="false" maxElementsInMemory="100"
           overflowToDisk="false" diskPersistent="false" timeToIdleSeconds="0"
           timeToLiveSeconds="300" memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>
</ehcache>

hibernate.cfg.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE hibernate-configuration PUBLIC
    "-//Hibernate/Hibernate Configuration DTD 3.0//EN"
    "http://www.hibernate.org/dtd/hibernate-configuration-3.0.dtd">
<hibernate-configuration>
    <session-factory>
        <!-- 1. 数据库相关 -->
        <property name="connection.username">root</property>
        <property name="connection.password">123</property>
        <property name="connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/mytable?useUnicode=true&amp;characterEncoding=UTF-8
        </property>
        <property name="connection.driver_class">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <property name="dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect</property>
      
        

        <!-- 配置本地事务（No CurrentSessionContext configured!） -->
        <property name="hibernate.current_session_context_class">thread</property>

        <!-- 2. 调试相关 -->
        <property name="show_sql">true</property>
        <property name="format_sql">true</property>

        <!-- 开启二级缓存 -->
        <property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property>
        <!-- 开启查询缓存 -->
        <property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>
        <!-- EhCache驱动 -->
        <property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</property>


        <!-- 3. 添加实体映射文件 -->
        <mapping resource="com/hxc/one/entity/user.hbm.xml" />
        <!-- 主键生成策略 -->
        <mapping resource="com/hxc/two/entity/Student.hbm.xml"/>
        <mapping resource="com/hxc/two/entity/Worker.hbm.xml"/>
        <!-- 一对多关联关系 -->
        <mapping resource="com/hxc/three/entity/Order.hbm.xml"/>
        <mapping resource="com/hxc/three/entity/OrderItem.hbm.xml"/>
        <!-- 一对多自关联 -->
        <mapping resource="com/hxc/four/entity/TreeNode.hbm.xml"/>        
        <!-- 多对多关联 -->
        <mapping resource="com/hxc/four/entity/Book.hbm.xml"/>        
        <mapping resource="com/hxc/four/entity/Category.hbm.xml"/>        
        
    </session-factory>
</hibernate-configuration>        

log4j2.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!-- status : 指定log4j本身的打印日志的级别.ALL< Trace < DEBUG < INFO < WARN < ERROR 
    < FATAL < OFF。 monitorInterval : 用于指定log4j自动重新配置的监测间隔时间，单位是s,最小是5s. -->
<Configuration status="WARN" monitorInterval="30">
    <Properties>
        <!-- 配置日志文件输出目录 ${sys:user.home} -->
        <Property name="LOG_HOME">/root/workspace/lucenedemo/logs</Property>
        <property name="ERROR_LOG_FILE_NAME">/root/workspace/lucenedemo/logs/error</property>
        <property name="WARN_LOG_FILE_NAME">/root/workspace/lucenedemo/logs/warn</property>
        <property name="PATTERN">%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t-%L] %-5level %logger{36} - %msg%n</property>
    </Properties>

    <Appenders>
        <!--这个输出控制台的配置 -->
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <!-- 控制台只输出level及以上级别的信息(onMatch),其他的直接拒绝(onMismatch) -->
            <ThresholdFilter level="trace" onMatch="ACCEPT"
                onMismatch="DENY" />
            <!-- 输出日志的格式 -->
            <!-- %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss, SSS} : 日志生产时间 %p : 日志输出格式 %c : logger的名称 
                %m : 日志内容，即 logger.info("message") %n : 换行符 %C : Java类名 %L : 日志输出所在行数 %M 
                : 日志输出所在方法名 hostName : 本地机器名 hostAddress : 本地ip地址 -->
            <PatternLayout pattern="${PATTERN}" />
        </Console>

        <!--文件会打印出所有信息，这个log每次运行程序会自动清空，由append属性决定，这个也挺有用的，适合临时测试用 -->
        <!--append为TRUE表示消息增加到指定文件中，false表示消息覆盖指定的文件内容，默认值是true -->
        <File name="log" fileName="logs/test.log" append="false">
            <PatternLayout
                pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" />
        </File>
        <!-- 这个会打印出所有的info及以下级别的信息，每次大小超过size， 则这size大小的日志会自动存入按年份-月份建立的文件夹下面并进行压缩，作为存档 -->
        <RollingFile name="RollingFileInfo" fileName="${LOG_HOME}/info.log"
            filePattern="${LOG_HOME}/$${date:yyyy-MM}/info-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <!--控制台只输出level及以上级别的信息（onMatch），其他的直接拒绝（onMismatch） -->
            <ThresholdFilter level="info" onMatch="ACCEPT"
                onMismatch="DENY" />
            <PatternLayout
                pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" />
            <Policies>
                <!-- 基于时间的滚动策略，interval属性用来指定多久滚动一次，默认是1 hour。 modulate=true用来调整时间：比如现在是早上3am，interval是4，那么第一次滚动是在4am，接着是8am，12am...而不是7am. -->
                <!-- 关键点在于 filePattern后的日期格式，以及TimeBasedTriggeringPolicy的interval， 日期格式精确到哪一位，interval也精确到哪一个单位 -->
                <!-- log4j2的按天分日志文件 : info-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log -->
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1"
                    modulate="true" />
                <!-- SizeBasedTriggeringPolicy:Policies子节点， 基于指定文件大小的滚动策略，size属性用来定义每个日志文件的大小. -->
                <!-- <SizeBasedTriggeringPolicy size="2 kB" /> -->
            </Policies>
        </RollingFile>

        <RollingFile name="RollingFileWarn" fileName="${WARN_LOG_FILE_NAME}/warn.log"
            filePattern="${WARN_LOG_FILE_NAME}/$${date:yyyy-MM}/warn-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <ThresholdFilter level="warn" onMatch="ACCEPT"
                onMismatch="DENY" />
            <PatternLayout
                pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" />
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy />
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="2 kB" />
            </Policies>
            <!-- DefaultRolloverStrategy属性如不设置，则默认为最多同一文件夹下7个文件，这里设置了20 -->
            <DefaultRolloverStrategy max="20" />
        </RollingFile>

        <RollingFile name="RollingFileError" fileName="${ERROR_LOG_FILE_NAME}/error.log"
            filePattern="${ERROR_LOG_FILE_NAME}/$${date:yyyy-MM}/error-%d{yyyy-MM-dd-HH-mm}-%i.log">
            <ThresholdFilter level="error" onMatch="ACCEPT"
                onMismatch="DENY" />
            <PatternLayout
                pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" />
            <Policies>
                <!-- log4j2的按分钟 分日志文件 : warn-%d{yyyy-MM-dd-HH-mm}-%i.log -->
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1"
                    modulate="true" />
                <!-- <SizeBasedTriggeringPolicy size="10 MB" /> -->
            </Policies>
        </RollingFile>

    </Appenders>

    <!--然后定义logger，只有定义了logger并引入的appender，appender才会生效 -->
    <Loggers>
        <!--过滤掉spring和mybatis的一些无用的DEBUG信息 -->
        <logger name="org.springframework" level="INFO"></logger>
        <logger name="org.mybatis" level="INFO"></logger>

        <!-- 第三方日志系统 -->
        <logger name="org.springframework" level="ERROR" />
        <logger name="org.hibernate" level="ERROR" />
        <logger name="org.apache.struts2" level="ERROR" />
        <logger name="com.opensymphony.xwork2" level="ERROR" />
        <logger name="org.jboss" level="ERROR" />


        <!-- 配置日志的根节点 -->
        <root level="all">
            <appender-ref ref="Console" />
            <appender-ref ref="RollingFileInfo" />
            <appender-ref ref="RollingFileWarn" />
            <appender-ref ref="RollingFileError" />
        </root>

    </Loggers>

</Configuration>

配置对应的user.hbm.xml

<cache usage="read-write"  region="com.hxc.one.entity.User"/> 

创建测试类

EhcacheDemo1 ：

package com.hxc.six.test;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 利用map集合简易实现缓存原理
 * @author Administrator
 *
 */
public class EhcacheDemo1 {
    static Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();
    static Object getValue(String key) {
        Object value = cache.get(key);
        System.out.println("从内存中读取数据");
        if(value == null) {
            System.out.println("从数据库中读取数据");
            System.out.println("hello zs");
            cache.put(key, new String[] {"zs"});
            return cache.get(key);
        }
        return value;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getValue("sname"));
        System.out.println(getValue("sname"));
        
//        从内存中读取数据
//        从数据库中读取数据
//        hello zs
//        [Ljava.lang.String;@33909752
//        从内存中读取数据
//        [Ljava.lang.String;@33909752
    }
}

EhcacheDemo2 

package com.hxc.six.test;

import com.hxc.six.util.EhcacheUtil;

/**
 * 演示利用缓存存储数据
 * @author Administrator
 *
 */
public class EhcacheDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(System.getProperty("java.io.tmpdir"));
        EhcacheUtil.put("com.hxc.one.entity.User", 11, "zhangsan");
        System.out.println(EhcacheUtil.get("com.hxc.one.entity.User", 11));
    }
}

EhcacheDemo3 

package com.hxc.six.test;

import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.Transaction;

import com.hxc.one.entity.User;
import com.hxc.two.util.SessionFactoryUtils;


/**
 * 演示查单个用户使用了缓存
 * @author Administrator
 *
 */
public class EhcacheDemo3 {
    /**
     * 默认情况下，sql语句形成了三次，这里为了提高性能，必须使用二级缓存SessionFactory缓存
     *  <!-- 开启二级缓存 -->
     *  <property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property>
      <!-- 开启查询缓存 -->
      <property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>
      <!-- EhCache驱动 -->
      <property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</property>
      
          映射文件中添加标签
          <cache usage="read-write" region="com.hxc.one.entity.User"/>
          这里的region指的是Ehcache.xml中cacheName
     * @param args
     */
//    public static void main(String[] args) {
//        UserDao userDao  = new UserDao();
//        User u = new User();
//        u.setId(7);
//        User user = userDao.get(u);
//        System.out.println(user);
//        User user2 = userDao.get(u);
//        System.out.println(user2);
//        User user3 = userDao.get(u);
//        System.out.println(user3);
//        
//    }
    
    /**
     * 同一个session，sql语句只生成一次，这里用到了一级缓存
     */
    public static void main(String[] args) {
        Session session=SessionFactoryUtils.openSession();
        Transaction transaction = session.beginTransaction();
        
        User user = session.get(User.class, 7);
        System.out.println(user);
        User user2 = session.get(User.class, 7);
        System.out.println(user2);
        User user3 = session.get(User.class, 7);
        System.out.println(user3);
        
        transaction.commit();
        session.close();
    }
}

EhcacheDemo4 

package com.hxc.six.test;

import java.util.List;

import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.Transaction;
import org.hibernate.query.Query;

import com.hxc.two.util.SessionFactoryUtils;


/**
 * hibernate二级缓存不会同时缓存多条数据
 * @author Administrator
 *
 */
public class EhcacheDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Session session = SessionFactoryUtils.openSession();
        Transaction transaction = session.beginTransaction();
        
        Query query = session.createQuery("from User");
        query.setCacheable(true);
        List list = query.list();
        System.out.println(list);
        List list2 = query.list();
        System.out.println(list2);
        List list3 = query.list();
        System.out.println(list3);
        
        
        transaction.commit();
        session.close();
    }
}